透空圆柱体波浪散射及波浪辐射特性分析

乔卫亮， 马来好， 韩晓双， 陈海泉， 孙玉清

(大连海事大学 轮机工程学院，辽宁 大连 116026)

透空结构以其显著的减波、消波特性，在海洋工程领域获得了越来越多的重视。英国的Ekofisk圆柱形海洋结构物[1]以及法国Trfalgar海上风电场[2]均采用了透空薄壁柱体的减波设计。Wang[3]对固定式同心透空圆柱体的波浪载荷特性，建立了解析分析模型，在此基础上 Williams等[4]对中间夹有一段透空薄壁的圆柱体开展了半解析工作，分析了其水动力性能。岳景云等[5]采用复合边界元素法论证了结构物外壁采用透水结构可大幅降低cosine-type同心圆柱体周围的绕射波动，Sarkar等[6]对外层透空结构的围护效果进行了分析，Wang等[7]针对该问题给出了解析计算模型。Ning等[8]通过数值计算模型的搭建以及物理模型实验的实施分析了上部带有透空结构的浮式圆柱体结构的垂荡运动特性。liu等[9]对多层透空薄壁的围护效能进行了数值分析，Chen等[10]用零场积分方程对多个固定式透空圆柱周围的波高分布及波浪载荷进行了半解析分析，Sarkar等[11]在Bhatta[12]对浮式圆柱体水动力性能解析解的基础上，通过推导解析计算模型，分析了浸没式圆柱形透空薄壁对海洋平台的围护效果，后来，Mackay等[13]对固定和浮式透空圆柱体进行了实验分析和数值求解。由于波浪能量大多集中于自由水面附近，目前透空薄壁在自由水面附近的应用研究成果较多[14]，对正下方带有透空薄壁的圆柱形结构物的关注度明显不够，透空薄壁在改善浮式结构物波浪水动力特性方面的潜能有待于进一步开展研究。……